简谐运动的回复力和能量

人教版物理选修3-4学案：11.3简谐运动的回复力和能量
审核:高二物理组
寄语: 目光远大，目标明确的人往往非常自信，而自信与人生的成败息息相关！
学习目标：
1.知道振幅越大，振动的能量(总机械 能)越大；
2.对单摆，应能根据机械能守恒定律进行定量计算；
3.对水平的弹簧振子，应能定量地说明弹性势能与 动能的转化；
4.知道简谐运动的回复力特点及回复力的来源。
学习重点：
1.对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析。
2.什么是阻尼振动。
学习难点：
1.关于简谐运动中能量的转化。
知识链接：
振幅定义：_________________________________________
振幅物理意义：表示_________的物理量。
2.取一个单摆，将其摆球拉到一定高度后释放，观察它的单摆摆动，请你概括现象：______________________________________________
3.实际振动的单摆为什么会运动，又为什么会停下来，今天我们就来学习这个问题。
新课学习来源:
一、简谐运 动的回复力
1. 弹簧振子振动 时，回复力与位移是什么关系？
根据胡克定律，弹簧振子的回复力与位移成正比，与位移方向相反
2.特点:F=－Kx
注：式中F为回复力；x为偏离平衡位置的位移；k是常数，对于弹簧振子，k是劲度系数，对于其它物体的简谐运动，k是别的常数；负号表示回复力与位移的方向总相反。
3.简谐运动：________________________________________________
___________________________________________________________
二．简谐运动的能量
　　(1)水平弹簧振子在外力作用下把它拉伸，松手后所做的简谐运动。不计阻力。
　　单摆的摆球被拉伸到某一位置后所做的简谐运动；如下图甲、乙所示
　　

（B级）(2)试分析弹簧振子和单摆在振动中的能量转化情况，并填入表格。
AA O
OO B
B
位移s
速度v
回复力F
加速度a
动能
势能
总能
理论上可以证明，如果摩擦等阻力造成的损耗可以忽略，在弹簧振子运动的任意位置，系统的动能与势能之和都是一定的，这与机械能守恒定律相一致。
实际的运动都有一定的能量损耗，所以简谐运动是一种理想化的模型。
知识巩固：
（B级）1．一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右 运动，在0.17s时刻，振子的 运动情况是（ ）
A．正在向左做减速运动 B．正在向右做加速运动
C．加速度正在减小 D．动能正在减小
（B级）2．做简谐运动的物体，每次经过同一位置时，都具有相同的（ ）
A．加速度 B．速度 C．位移 D．动能
（B级）3 ．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（ ）
A．振子所受的回复力逐渐增大 B．振子的位移逐渐增大
C．振子的速率逐渐减小 D．弹簧的弹性势能逐渐减小
（B级）4．一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移 与时间t的关系如图所示，由图可知（ ）
A．质点振动的频率为4
B．质点振动的振幅为2cm
C．在t=3s时刻，质点的速率最大
D．在t=4s 时刻，质点所受的合力为零
（C级）5．一质点在水平方向上做简谐运动。如图，是该质点在 内的振动图象，下列叙述中 正确的是（ ）
A．再过1s，该质点的位移为正的最大值
B．再过2s，该质点的瞬时速度为零
C．再过3s，该质点的加速度方向竖直向上
D．再过4s，该质点加速 度最大

反思小结：

11.3过关检测卡
审核:高二物理组
寄语: 目光远大，目标明确的人往往非常自信，而自信与人生的成败息息相关！
（B级）1．一质点做简谐运动时，其振动图象如图。由图可知，在t1和t2时刻，质点运动的（ ）
A． 位移相同 B．回复力大小相同
C．速度相同 D．加速度 相同
（B级）2．一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右运动，在0.17s时刻，振子的运动情况是（ ）
A．正在向左做减速运动 B．正在向右做加速运动
C．加速度正在减小 D．动能正在减小

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